از دهه ۱۹۶۰، جت انژکتورها برای انتقال سریع داروها از طریق پوست، بدون استفاده از سوزن های زیرپوستی استفاده شده اند. با این حال، این تکنیک هنوز برای گیرندگان دارو دردناک است، زیرا شامل فشار دادن یک جریان متمرکز داروی مایع از طریق اپیدرم است. علاوه بر این، مایع بیولوژیکی ممکن است پاشیده شود و به جای پیشگیری از آنها، به طور بالقوه باعث گسترش بیماری‌ها شود. بنابراین یک جایگزین مدرن تر و بسیار کم دردسرتر، وسیله ای به نام «تفنگ ژن» ساخته شده است.
این فنآوری از گاز فشرده برای پرتاب ریزذرات پروتئینی یا سایر مواد بیولوژیکی با تنگستن یا طلا از طریق پوست استفاده می کند و به آنها اجازه می دهد تا وارد سلول های زیرین شوند. متأسفانه، این فلزات نه تنها گران هستند، بلکه ممکن است در واقع تجزیه محموله بیولوژیکی خود را پس از تحویل به بدن سرعت بخشند.
دانشمندان دانشگاه تگزاس در دالاس در جستجوی جایگزینی با عملکرد بهتر، به یک ماده چارچوب فلزی-آلی (MOF) معروف به چارچوب هشت زئولیتی- ایمیدازولات یا ZIF-8 نگاه کردند. در حالی که این فناوری قیمت بسیار کمتری نسبت به تنگستن یا طلا دارد، ذرات ریز این ماده زمانی که از طریق یک تفنگ ژنی اصلاح شده به نام MOF-Jet شلیک می شوند، به همان اندازه در محافظت از مواد بیولوژیکی موثر هستند. علاوه بر این، می توان از این فناوری برای تزریق ذرات محصور شده با ZIF-8 از مواد دارویی پودری استفاده کرد که لازم نیست مانند نمونه های مایع تزریق شده با سوزن در یخچال نگهداری شوند.
به عنوان یک امتیاز اضافی، مشخص شد که با استفاده از گازهای حامل، زمان انتشار دارو می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، اگر از دی اکسید کربن استفاده شود، با آب موجود در سلول ها واکنش داده و اسید کربنیک تشکیل می دهد. آن اسید ZIF-8 را تجزیه کرده و باعث می شود محموله اش نسبتاً سریع آزاد شود. از طرف دیگر، اگر از هوای فشرده معمولی استفاده شود، ذرات ZIF-8 چهار تا پنج روز طول می کشد تا تجزیه شوند.
در آزمایش های اولیه، این فناوری با موفقیت برای تحویل ژن محصور شده با ZIF-8 مورد استفاده قرار گرفت. دانشمندان اکنون از این سیستم برای ارائه داروهای شیمی درمانی و کمکی به عنوان یک درمان بالقوه برای ملانوما استفاده می کنند.
